[发明专利]一种氮、铁掺杂共轭微孔碳材料及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种氮、铁掺杂共轭微孔碳材料及其制备方法与应用，通过Sonogashira‑Hagihara偶联反应合成了一种含氮的共轭微孔聚合物（CMP），再定向掺入铁元素，最后通过高温热解实现碳化，制备出一种氮、铁掺杂共轭微孔碳材料。本发明往共轭微孔聚合物中定向掺入Fe元素，使之成功表现出较好的氧还原催化活性，可用作燃料电池正极催化剂，为燃料电池正极材料提供为新的选择。该制备方法，制备过程简单，便于控制。

主权项

1.一种氮、铁掺杂共轭微孔碳材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将摩尔比为1‑3:1的1，3，5‑三乙炔基苯和3，6‑二溴咔唑在容器中进行混合，所述容器置于氩气环境中，再向混合溶液中加入四三苯基膦钯和碘化亚铜作为催化剂，再向容器中加入DMF和无水三乙胺，搅拌均匀，待充分溶解后，将容器加热至70℃‑90℃，并不断搅拌，其中1，3，5‑三乙炔基苯和3，6‑二溴咔唑发生Sonogashira‑Hagihara偶联反应，反应时长为75‑80小时，取出反应生成的固体沉淀，用甲苯和甲醇冲洗，抽滤数次，后用甲醇索氏萃取14‑18小时，真空干燥，制得前驱体；（2）将制得的前驱体与铁盐以摩尔比为0.5‑1:1的比例溶于DMF溶液中，再进行油浴加热，油浴温度为140℃‑160℃，使其反应26‑30小时，再将反应所得的产物进行抽滤，抽滤后进行真空干燥，获得初料；（3）将干燥后的初料转移到瓷舟中，放入管式炉中进行煅烧，所述瓷舟充入氩气，待初料在氩气环境中完全碳化后，停止加热，待自然冷却后，获得所述氮、铁掺杂共轭微孔碳材料。